縮分装置
【課題】多量の粉体材料から材料の全体を正確に代表するサンプルを効率よく連続して採取する。
【解決手段】 鉛直な軸線に関して軸対称形状をなし、上端が尖って下方で径が拡大された形状の錐体１１を備え、この錐体の頂部の上方から粉体を落下させ、周面に沿って滑落させる。この錐体には、頂点より低い位置に上端があって下方に連続する仕切壁１３が周方向に複数設けられ、粉体を複数の仕切壁間に分割して滑落させる。そして、錐体の下端部から落下する粉体を、錐体の下端部に沿って周回移動する採取シュート３３で採取する。採取シュートは錐体の下端から粉体が落下する位置を繰り返し通過し、分割された粉体のそれぞれについて採取シュートのそれぞれが繰り返しサンプルの採取を行う。
【解決手段】 鉛直な軸線に関して軸対称形状をなし、上端が尖って下方で径が拡大された形状の錐体１１を備え、この錐体の頂部の上方から粉体を落下させ、周面に沿って滑落させる。この錐体には、頂点より低い位置に上端があって下方に連続する仕切壁１３が周方向に複数設けられ、粉体を複数の仕切壁間に分割して滑落させる。そして、錐体の下端部から落下する粉体を、錐体の下端部に沿って周回移動する採取シュート３３で採取する。採取シュートは錐体の下端から粉体が落下する位置を繰り返し通過し、分割された粉体のそれぞれについて採取シュートのそれぞれが繰り返しサンプルの採取を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉状又は粒状の材料から少量のサンプルを採取する縮分装置に係り、特に多量の材料の全体に分布する多数の位置から少量ずつのサンプルを採取する縮分装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
粉状又は粒状の材料の組成や品位を分析することは、取引の安全を期すために重量であり、材料の処理・加工等の計画を立案するためにも必要となる。一般に粉状又は粒状の材料は、多量の材料が集積されたときに、その全体で組成等が均一であることは少ない。このため全体の組成を把握するためには全体を代表するサンプルを採取する必要があり、縮分装置が用いられる。
【０００３】
特に、貴金属を含むリサイクル原料、例えば白金が触媒として用いられる自動車の排気ガス処理装置のリサイクル原料や金等が用いられる電子機器の基板等のリサイクル原料は、粉状に破砕した状態で貴金属等の含有量を正確に把握する必要がある。このため分析用に採取されるサンプルは正確に全体を代表するものが要求される。
【０００４】
縮分装置には、いくつかのタイプが提案されており、例えば特許文献１及び特許文献２に記載されたものがある。
特許文献１に記載されたものは、管路を搬送される粉状の材料が羽根車の回転領域を横断するものとなっている。この羽根車には所定の中心角の領域にサンプル採取羽根が設けられており、羽根車が回転して粉体が流下する流域を通過する毎に粉体のサンプルを採取するものとなっている。
また、特許文献２に記載の縮分器は、流下方向が２つの方向に異なる溝を交互に配列し、この上から粉体を供給して溝の流下方向によって粉体を分割するものである。そして、例えば溝を環状に配列し、円錐体の周面に沿って粉体を滑走させて上記溝上に粉体を流下させるものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−２６１９３９
【特許文献２】特開２００３−１７２６７６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような従来の縮分装置では、多量の材料から数多くのサンプリングを行うことは多大な時間を要し、効率が極めて悪くなる。一方、サンプリングの回数を少なくすれば、材料全体の組成と採取されたサンプルの組成とに偏差が生じ、分析の精度が劣るものとなる。しかし、白金等の貴金属を含む粉体のサンプリングには高い精度が要求され、多量の粉体から全体を正確に代表するサンプルを採取することが求められている。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、多量の粉体材料から材料の全体を正確に代表するサンプルを効率よく採取することを可能とする縮分装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、 鉛直な軸線に関して軸対称形状をなし、上端が尖って下方で径が拡大された形状の錐体を備え、 該錐体の頂部の上方から落下させる粉体を、該錐体の周面に沿って滑落させ、下端部から落下する粉体の一部を採取する縮分装置であって、 前記錐体には、頂点より低い位置に上端があって下方に連続する仕切壁が周方向に複数設けられ、 前記粉体を複数の仕切壁間に分割して滑落させるものである縮分装置を提供する。
【０００９】
この縮分装置では、錐体の頂部の上方から錐体上に落下した粉体が錐体の周面上を周方向に分布して滑落し、仕切壁で仕切られている領域毎に分割される。そして、分割された領域毎に錐体の下端部から落下する。一般に錐体の周面を滑落する距離が長くなると、粉体は周方向に分散されて単位幅当たりに滑落する量が減少する。滑落量が少なくなると滑落面の摩擦等の影響を受けて周方向の分布が不均一となりやすい。しかし、本発明の縮分装置では、錐体上を落下する粉体が、周方向の分布が均一に維持されている位置で仕切壁間の中心角にしたがって分割され、この分割量を維持したまま仕切壁間を下端部まで落下する。したがって周面上を滑落する粉体を正確に分割し、分割されたそれぞれについてサンプルを採取することができる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の縮分装置において、 前記仕切壁の頂部に接合され、前記錐体の周面と間隔をあけて対向するように蓋板が設けられているものとする。
【００１１】
錐体の周面を滑落する粉体は、摩擦等の影響によって一部が舞い上がり、飛散が生じ易い。そして、仕切壁で仕切られた隣接領域の粉体と混じってしまうおそれがある。本発明の縮分装置では、仕切壁で仕切られた領域から粉体が飛散するのを蓋板によって抑えることができ、隣接領域との混合を防止して正確にサンプルの採取を行うことができる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の縮分装置において、 前記錐体の上方で該錐体の鉛直な軸線と中心軸線が一致するように支持され、粉体を錐体上に落下させる落下誘導管を有し、 該落下誘導管の下端は水平に切断されて前記錐体の周面との隙間が周方向に均一となるように支持されているものとする。
【００１３】
この縮分装置では、落下誘導管と錐体との隙間が周方向に均一となっており、落下誘導管から錐体上へ落下する粉体が周方向に均等に近い状態となる。したがって錐体の周面上を滑落する粉体の量は周方向にほぼ均等に分布するものとなり、錐の周面上に設けられた仕切壁によって正確に分割されることになる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の縮分装置において、 前記落下誘導管は上下方向に移動して、該落下誘導管の下端と前記錐体の周面との環状の隙間の大きさを調整するものとする。
【００１５】
この縮分装置では、落下誘導管を経て落下する粉体の量が多くなるように設定したときにも落下誘導管と錐体との間隙の上部で粉体が滞留するのを間隙の調整で回避することができる。また、落下する粉体の量を少なく設定したときには、落下誘導管と錐体との間隙をこの上部で粉体が滞留しない範囲で接近させ、落下誘導管に沿って錐体上に正確に粉体を落下させることができる。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の縮分装置において、 前記錐体は、前記頂点より下方で前記仕切壁の上端より上方の周面に、周方向に連続する段差が設けられ、 該段差は、該段差より下方の傾斜面が該段差より上方の傾斜面の延長面より下方となるように設けられたものとする。
【００１７】
この縮分装置では、段差の上流側を滑落する粉体は段差の下流側で一旦傾斜面から離れて跳躍し、その後段差の下側の傾斜面上に落下してさらに滑落する。これにより、錐体の傾斜面で粉体に作用する摩擦が低減され、摩擦の影響で傾斜面上を滑落する粉体の周方向の分布が変動するのを低減することができる。したがって、錐体の周面上を滑落する粉体が周方向にほぼ均等に分布している状態が維持され、仕切壁で正確に分割することができる。
【００１８】
請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５までのいずれかに記載の縮分装置において、 前記錐体の下端部から落下する粉体の一部を採取するサンプリング部を有し、 該サンプリング部は、 前記錐体の下端部の下側に設けられて周回移動し、前記錐体の周面上で分割された粉体が落下する位置を繰り返し通過する１又は２以上の採取シュートを有するものとする。
【００１９】
この縮分装置では、錐体上で分割されて錐体の周面上を滑落する粉体のそれぞれについて、採取シュートが移動して繰り返しサンプルを採取することができる。したがって、効率よく多数のサンプルを異なる位置で採取することが可能となる。
【００２０】
請求項７に係る発明は、請求項１から請求項５までのいずれかに記載の縮分装置において、 前記錐体の下端部から落下する粉体の一部を採取するサンプリング部を有し、 上記サンプリング部は、 前記錐体の鉛直な軸線と一致する中心軸線回りに回転駆動される上部テーブルと、 該上部テーブルの下方にあって該上部テーブルとともに回転する下部テーブルと、 前記上部テーブルの外周部に沿って複数が設けられ、前記錐体の下端部の下側で該下端部に沿って周回し、前記錐体から落下する粉体の一部を受け入れる採取シュートと、 前記下部テーブルの外周部に沿って形成された複数の外側排出口と、 前記外側排出口の中心軸線側に設けられた複数の内側排出口と、 前記採取シュートから前記外側排出口と前記内側排出口とのいずれかを選択して接続することが可能となった導管と、有し、 前記外側排出口に導かれた粉体と、前記内側排出口に導かれた粉体とを分けて排出するものである縮分装置を提供するものである。
【００２１】
この縮分装置では、複数の採取シュートが上部テーブルの回転にともなって移動し、錐体の周面上で分割されて滑落する粉体のそれぞれについて、複数の採取シュートのそれぞれが繰り返しサンプルの採取を行うことができる。これにより、効率よく多数のサンプルを異なる位置で採取することが可能となる。そして、導管の接続を外側排出口又は内側排出口に切り換えることにより、複数が設けられた採取シュートからサンプルの採取に使用する採取シュートを限定することができ、サンプルの採取量を容易に変更することが可能となる。
【００２２】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載の縮分装置において、 前記錐体は、該錐体の鉛直な軸線と中心軸線が一致するように設けられた柱の上部に支持され、 前記上部テーブルと下部テーブルとは、前記柱に軸受けを介して支持され、該柱の回りで回転するものとする。
【００２３】
この縮分装置では、錐体と上部テーブルとが同一の柱によって支持され、錐体の鉛直軸回りに上部テーブルを容易に回転駆動することができる。したがって、採取シュートを錐体の下端縁に沿って駆動して錐体の周面を滑落する粉体を正確に採取することが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
以上、説明したように本発明の縮分装置では、錐体の周面上を周方向に分布して滑落する粉体を錐体の周面上で正確に分割し、分割されたそれぞれについて正確にサンプルを採取することができる。また、採取シュートが錐体の下端縁の下側で周回移動するものでは、錐体の周面上で分割された粉体のそれぞれから繰り返しサンプルの採取をおこなうことができ、全体に広く分布した多くの位置から少量ずつの粉体を正確に効率よく採取することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態である縮分装置の概略側面図である。
【図２】図１に示す縮分装置で用いられる粉体供給部の概略断面図である。
【図３】図２に示す粉体供給部の回転翼体及び孔あき板を示す概略平面図である。
【図４】図１に示す縮分装置で用いられる粉体滑落部及びサンプリング部の上部を示す概略断面図である。
【図５】図４に示す粉体滑落部の概略平面図である。
【図６】図１に示す縮分装置で用いられるサンプリング部の概略断面図である。
【図７】図６に示すサンプリング部で用いられる上部テーブルの概略平面図である。
【図８】図６に示すサンプリング部で用いられる下部テーブルの概略平面図である。
【図９】図１に示す縮分装置で用いられる排出部を示す概略断面図である。
【図１０】図６に示すサンプリング部を用いた縮分装置の他の例を参考に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態である縮分装置の概略側面図である。
この縮分装置は、粉体が錐体の周面上を滑落する粉体滑落部１と、この粉体滑落部１の上方から粉体を落下させる粉体供給部２と、上記粉体滑落部１で錐体の周面を滑落した粉体の一部を採取するサンプリング部３と、サンプリング部３で採取された粉体を、採取されなかった粉体と分離して排出する排出部４とを有し、これらが支持枠体５によって支持されている。
【００２７】
図２は、上記粉体供給部２の概略断面図である。
この粉体供給部２は、平断面が円形となった供給槽２１と、この供給槽２１に粉体を投入する供給管２２と、この供給管２２の下端部に固定された円錐体２３及び回転翼体２４と、上記供給槽２１の下部に接続された落下誘導管２５と、上記回転翼体の下側で水平に支持された孔あき板２７と、を備えている。
【００２８】
上記供給槽２１は支持枠体５に固定支持されており、全高の中位から下方部分が漏斗状に徐々に縮径されている。そして、下端部が縮径された円筒状の接続部２１ａとなっておりこの接続部に落下誘導管２５が接続されている。この供給槽２１は上部に上蓋２６を備えており、この上蓋の中心位置に開口が設けられて供給管２２の支持部６１が取り付けられている。上記供給管２２の支持部６１には軸受け６２が設けられており、この軸受け６２を介して上蓋２６の開口に挿通された供給管２２を該供給管の軸線回りに回転が可能に支持するものとなっている。
【００２９】
上記供給管２２は、互いに固着された外管２２ａと内管２２ｂとからなり、外管２２ａに固定された駆動伝達ギア６３には、支持枠体５に固定支持されたモータ６４から駆動ギア６５及び減速器（図示しない）を介して回転駆動力が伝達される。また、供給管２２の上部は粉体受管６６に接合され、粉体の搬送管６７から送り出される粉体を受け取り、供給管２２を介して供給槽２１内に導くものとなっている。
なお、粉体受管６６は供給管２２と接合されて共に軸線回りに回転するものとなっており、固定支持された搬送管６７との間には、摺動可能なシール部材が設けられている。
【００３０】
上記供給管２２の内管２２ｂは下方に延長され、下端が開放されている。また、内管２２ｂの下端には周方向の対向する位置から周面を延長するように下方へ２つの突出部２２ｃが設けられ、これらの突出部２２ｃに円錐体２３及び回転翼体２４が支持されている。そして、供給管２２とともに該供給管の軸線回りに回転するものとなっている。
【００３１】
上記円錐体２３は、頂点を上方に向けて中心軸線が供給管２２の中心軸線と一致するように支持されており、供給管２２の内側を落下する粉体が下端の開口から放出されて該円錐体の周面に当たって周囲に分散される。
上記回転翼体２４は、円錐体２３に当たって分散された粉体が供給槽２１内に供給される位置の下側に設けられており、中心部から半径方向に複数の翼を張り出したものである。それぞれの翼は回転方向に傾斜し、供給された粉体を周方向に均すように搬送するものとなっている。
【００３２】
上記回転翼体２４の下側であって供給槽２１の内径が縮小される漏斗状部分に孔あき板２７が水平に支持され、旋回する上記回転翼体２４と近接している。この孔あき板２７は、図３に示すように、粉体が通過し得る小孔がほぼ均等に設けられている。これらの小孔は、粉体の粒径に応じて適宜に内径を設定することができるものであり、例えば内径を２〜１０ｍｍ程度、好ましくは３〜７ｍｍ程度とすることができる。この実施の形態では５ｍｍとしている。
また、上記回転翼体２４の回転速度は、孔あき板２７の小孔を通過する粉体が周方向でほぼ均等となるように、小孔の径や供給される粉体量、粉体の性質等を考慮して適宜に設定することができるものであり、例えば０．５〜５回／秒とすることができ、望ましくは１〜３回／秒である。
【００３３】
上記落下誘導管２５は、上記供給槽２１の接続部２１ａの外側に上下方向に相対的な移動が可能に嵌め合わされている。そして。ボルト２８を介して供給槽２１に支持されるとともに、このボルト２８を調整することにより高さ方向の位置を変更し、下端縁と錐体１１との間に生じる環状の隙間を調整することができるものとなっている。
【００３４】
図４は、粉体供給部２の下方に設けられた粉体滑落部１及びサンプリング部３の上部を示す概略断面図である。
粉体滑落部１は、支持枠体５に固定された支持柱１２の頂部に支持された錐体１１を備え、上記粉体供給部２の落下誘導管２５から落下する粉体が上記錐体１１の周面上を滑落するものとなっている。この錐体１１はほぼ円錐形となっており、落下誘導管２５と中心軸線が一致するように支持されている。そして、落下誘導管２５からは周方向に均一に粉体が落下されるので錐体１１の頂点から全方位に分散されて落下する粉体が周方向にほぼ均一となるものである。
【００３５】
上記錐体１１の頂点から下方へ所定の距離となる位置に段差１１ａが設けられている。この段差１１ａは、段差の下流側の傾斜面が段差の上流側の傾斜面の延長線より下側となるように設けられたものである。したがって、段差１１ａの上流側を滑落する粉体は段差の下流側で一旦傾斜面から離れて跳躍し、その後段差の下側の傾斜面上に落下してさらに滑落するものとなっている。これにより、錐体１１の傾斜面を滑落する粉体に作用する摩擦が低減されており、摩擦の影響で傾斜面上を滑落する粉体の周方向の分布が変動するのを低減している。
【００３６】
また、上記錐体１１の段差が設けられた位置の下流側から下端部にかけて複数の仕切壁１３が設けられ、図５に平面図を示すように、錐体１１の周面を周方向に分布して滑落する粉体を周方向に等分割するものとなっている。つまり、複数の仕切壁１３の頂部は高さが揃えられ、それぞれの頂部が周方向に等間隔となっている。そして、それぞれの仕切壁間に分割された粉体を周方向に拡散させないように所定幅に制限して流下させるようになっている。
この実施の形態では、上記仕切壁１３によって錐体１１の周面が周方向に１６等分されているが、等分する数は上記１６等分に限定されるものではなく、適宜に選択することができる。
【００３７】
上記仕切壁１３の上部には蓋板１４が全周にわたって設けられて錐体１１の周面と対向しており、仕切壁間に流下した粉体の流下路を周囲が管状に閉じたものとしている。これによって流下する粉体が舞い上がって飛散しても、仕切壁で仕切られた隣接する領域を流下する粉体と混じることが防止されている。
【００３８】
上記仕切壁１３間を流下した粉体は、錐体１１の下端部１１ｂから放出され落下するものとなっており、放出された粉体をサンプリング部３に設けられて回転移動する採取シュート３３が受けるものとなっている。
なお、上記錐体１１の外側を覆うように設けられたカバー１５は、下端が回転する上部テーブル３１（後述）の上に支持されて、この上部テーブル３１とともに回転するものとなっている。また、このカバー１５の上部は上部支持回転体１６及び軸受け１７を介して固定支持された落下誘導管２５に支持されている。
【００３９】
図６は、上記粉体滑落部１の下側に設けられたサンプリング部３の概略断面図である。
このサンプリング部３は、上記錐体１１の鉛直な中心軸線回りに回転駆動される上部テーブル３１と、この上部テーブル３１の下方にあって上部テーブル３１とともに回転する下部テーブル３２とを備えている。そして、上部テーブル３１には、図７に示すように外周部に沿って複数の採取シュート３３と排出シュート３４とが交互に設けられている。これらの採取シュート３３及び排出シュート３４は、上部テーブル３１の回転にともなって移動し、錐体１１の下端部から粉体が継続的に落下する位置を通過して落下する粉体を分割して受け入れるものとなっている。そして、下部に接続された導管３５を介して下部テーブル３２へ送り出すものとなっている。
【００４０】
上記採取シュート３３と排出シュート３４との間は、採取シュート内又は排出シュート内のいずれかに粉体が投入されるように仕切部３６が設けられている。これらの仕切部３６は、回転する上部テーブル３１の半径方向に設けられ、上方に向かって尖った縁辺を有するものである。そして、採取シュート３３の両側に設けられた２つの仕切部３６のなす中心角α及び排出シュート３４の両側に設けられた仕切部３６のなす中心角βが所定の比となるように設定されている。これにより、錐体１１の下端部から継続的に粉体が落下する位置を通過したときに、先端縁が尖った仕切部３６によって粉体を上記中心角の比に正確に分割し、採取シュート３３及び排出シュート３４にそれぞれ受け入れるものとなっている。
【００４１】
本実施の形態では、採取シュート３３及び排出シュート３４はそれぞれ８つが設けられており、採取シュート３３に流下する範囲の中心角αが９°に設定され、排出シュート３４に流下する範囲の中心角βが３６°に設定されている。
なお、上記採取シュート３３及び排出シュート３４の数、それぞれの中心角及びこれらの中心角の比は上記値に限定されるものではなく、適宜に設定することができる。
【００４２】
上記下部テーブル３２には、図８に示すように外周部に沿って外側排出口３７が配列されており、その内側には内側排出口３８が配列されている。外側排出口３７は、採取シュート３３と排出シュート３４との合計と一致する数が設けられており、内側排出口３８は、採取シュート３３の数と同数が設けられている。そして、排出シュート３４の下部に接続された第１の導管３５ａが外側排出口３７に接続され、排出シュート３４に受け入れられた粉体を外側排出口３７に導くものとなっている。また、採取シュート３３の下部に接続された第２の導管３５ｂは、外側排出口３７と内側排出口３８とのいずれかを選択して接続することができるものであり、適宜に接続を変更することができるものとなっている。
【００４３】
上記上部テーブル３１は、支持柱１２に軸受け７１を介して取り付けられて支持柱１２の中心軸線回りに回転可能となった回転基部７２に支持されている。そして、回転基部７２には内歯ギア７３が固着されている。この内歯ギア７３には駆動ギア７４が噛み合わされ、支持柱１２に固定された駆動モータ７５から駆動ギア７４及び内歯ギア７３に回転駆動力が伝達され、上部テーブル３１を回転駆動するものとなっている。
【００４４】
また、下部テーブル３２は支持柱１２の基部７６に軸受け７７を介して支持柱１２の中心軸線回りに回転が可能に支持されており、上部テーブル３１の採取シュート３３及び排出シュート３４と導管３５で連結されている。これにより回転駆動力が伝達され、上部テーブルとともに回転するものとなっている。
【００４５】
上記上部テーブル３１及び下部テーブルの回転速度は適宜に定めることができ、望ましくは１〜１０回／分程度に設定するのがよく、さらに望ましくは３〜７回／分である。上部テーブルの回転速度が大きいと、粉体のサンプリングを多数に分割して行うことが可能となるが、錐体１１から落下する粉体を採取するときに粉体の飛散が多くなる。このため、分割して行うサンプリングの数と飛散によるサンプリング量の誤差とを考慮して定めるのが望ましい。本実施の形態では５回／分としている。
【００４６】
図９は、上記サンプリング部３の下側に設けられた排出部４を示す概略断面図である。
排出部４は、外側排出口３７の下方に支持された外側ホッパー４１と、内側排出口３８の下方に支持された内側ホッパー４２とを備えている。外側ホッパー４１の外周部は、環状に配列された外側排出口３７の外側にあって外側排出口３７に導かれた粉体が投下されるものとなっている。また、内側ホッパー４２の外周部は、環状に配列された内側排出口３８の外側で外側排出口３７の内側にあって、内側排出口３８に導かれた粉体が外側ホッパー３７に投下される粉体と混ざらないように投下されるものとなっている。そして、内側ホッパー３８に投下された粉体は、外側ホッパー４１の外壁部を貫通する採取管４３によって取り出される。また、外側ホッパー４１に投下された粉体は、排出管４４へと送り出されるものとなっている。
【００４７】
このような縮分装置では、粉体受管６６から供給管２２内を落下した粉体は、供給管２２の下端部に支持された円錐体２３の円錐面に当たって周囲に分散され、供給槽２２内に供給される。供給槽内では回転翼体２４によって周方向に均されながら孔あき板２７を通過し、周方向にほぼ均等に分布して落下誘導管２５から錐体１１の上に落下する。
錐体１１の鉛直な軸線は落下誘導管２５の中心軸線と一致しているので、錐体１１の周面上に落下した粉体は周方向にほぼ均等に分布しており、段差１１ａを越えて仕切壁１３間に流下する。仕切壁１３の頂部は周方向に等間隔となっており、周方向に均等に滑落する粉体が均等に分割されて錐体１１の下端部に至る。
【００４８】
錐体１１の下端部から連続的に落下する粉体は、回転する上部テーブル３１に設けられた採取シュート３３又は排出シュート３４に受け入れられ、導管３５を経て外側ホッパー又は内側ホッパーに投下される。そして、内側ホッパー４２に投下された粉体は、採取管４３からサンプルとして取り出される。また、外側ホッパー４１に投下された粉体は排出管４４から排出される。
【００４９】
上記のようにサンプルを採取するサンプリング部３において、採取シュート３３に接続された第２の導管３５ｂは、外側排出口３７と内側排出口３８とのいずれかを選択して接続することができる。したがって、複数の採取シュート３５ｂのそれぞれについて、受け入れられた粉体を外側ホッパーに投下するか又は内側ホッパーに投下するかを選択することができるものとなっている。これによって、採取するサンプルの量を変更することができる。
【００５０】
例えば、本実施の形態で８つが設けられた採取シュート３３について、接続された第２の導管の全てを内側排出口３８に接続すると、８つの採取シュートに取り入れられた粉体の全てをサンプルとして採取するものとなり、排出シュート３４との中心角の比により、全体量の１／５をサンプリングすることになる。そして、この採取された粉体は、１６分割されて錐体１１の周面を滑落するもののそれぞれから、８つの採取シュートがそれぞれ１分間に５回ずつサンプルを採取したものとなる。したがって、１分間に供給される粉体の異なる６４０箇所からサンプリングを行ったことになり、全量を代表させるサンプルとして精度の高いものとなる。
【００５１】
また、サンプル量を少なくするときには、例えば第２の導管の４本を内側排出口３８に接続し、他の第２の導管３５は外側排出口３７に接続する。このような状態では４つの採取シュートに取り入れられた粉体が内側ホッパーに投下され採取される。つまり、これら４つの採取シュート３４が占める中心角は３６°となり、全体量の１／１０が採取されることになる。そして、１６分割された粉体のそれぞれから４つの採取シュートがそれぞれ１分間に５回ずつサンプルを採取することになり、１分間に供給される粉体から３２０箇所でサンプリングされたことになる。
同様に、第２の導管３５ｂの２本を内側排出口３８に接続し、他の第２の導管３５ｂは外側排出口３７に接続すると、全体量の１／２０が採取される。そして、１６分割された粉体のそれぞれから２つの採取シュートがそれぞれ１分間に５回ずつサンプルを採取し、１分間に供給される粉体から１６０箇所でサンプリングされる。
【００５２】
なお、上記粉体滑落部１は、上記の実施の形態で用いられている粉体供給部２とは異なる手段によって粉体が供給される場合にも用いることができる。また、上記サンプリング部３は上記のような粉体滑落部１や粉体供給部２とは異なる手段によって粉体が落下する場合においても、粉体のサンプリングを効率よく行うことができる。つまり、上記粉体滑落部１に代えて、周面上に仕切壁を備えていないものを採用した場合にも上記サンプリング部３が有する上記機能を発揮し得るものである。また、上記粉体供給部２及び粉体滑落部１に代えて、１又は複数の管路からほぼ一定量の粉体が継続して供給される場合においても、落下する粉体からサンプリングを行うことができる。例えば、図１０に示すように所定時間当たりに一定量の粉体を供給する供給管８１から粉体が落下する位置を、周回移動する採取シュート３３が繰り返し通過するように配置することができる。これにより、落下する粉体から複数の採取シュートによって繰り返しサンプルを採取することができる。
【００５３】
このように上記サンプリング部は、「継続して落下する粉体から一部の粉体を採取するサンプリング部を有し、 該サンプリング部は、 前記錐体の鉛直な軸線と一致する中心軸線回りに回転駆動される上部テーブルと、 該上部テーブルの下方にあって該上部テーブルとともに回転する下部テーブルと、 前記上部テーブルの外周部に沿って複数が設けられ、該上部テーブルの回転によって周回し、前記粉体が落下する位置を繰り返し通過して落下する粉体の一部を受け入れる採取シュートと、 前記下部テーブルの外周部に沿って形成された複数の外側排出口と、 前記外側排出口の中心軸線側に配列された複数の内側排出口と、 前記採取シュートから前記外側排出口と前記内側排出口とのいずれかを選択して接続することが可能となった導管と、有し、 前記外側排出口に導かれた粉体と、前記内側排出口に導かれた粉体とを分けて排出するものである縮分装置」として用いることができるものである。
【符号の説明】
【００５４】
１：粉体滑落部、 ２：粉体供給部、 ３：サンプリング部、 ４：排出部、 ５：支持枠体、
１１：錐体、 １２：支持柱、 １３：仕切壁、 １４：蓋板、 １５：カバー、 １６：上部支持回転体、 １７：軸受け、
２１：供給槽、 ２２：供給管、 ２２ａ：供給管の外管、 ２２ｂ：供給管の内管、 ２３：円錐体、 ２４：回転翼体、 ２５：落下誘導管、 ２６：上蓋、 ２７：孔あき板、 ２８：ボルト、
３１：上部テーブル、 ３２：下部テーブル、 ３３：採取シュート、 ３４：排出シュート、 ３５ａ：第１の導管、 ３５ｂ：第２の導管、 ３６：仕切部、 ３７：外側排出口、 ３８：内側排出口、
４１：外側ホッパー、 ４２：内側ホッパー、 ４３：採取管、 ４４：排出管、
６１：供給管の支持部、 ６２：軸受け、 ６３：駆動伝達ギア、 ６４：モータ、 ６５：駆動ギア、 ６６：粉体受管、 ６７：搬送管、
７１：軸受け、 ７２：回転基部、 ７３：内歯ギア、 ７４：駆動ギア、 ７５：駆動モータ、 ７６：支持柱の基部、 ７７：軸受け
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉状又は粒状の材料から少量のサンプルを採取する縮分装置に係り、特に多量の材料の全体に分布する多数の位置から少量ずつのサンプルを採取する縮分装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
粉状又は粒状の材料の組成や品位を分析することは、取引の安全を期すために重量であり、材料の処理・加工等の計画を立案するためにも必要となる。一般に粉状又は粒状の材料は、多量の材料が集積されたときに、その全体で組成等が均一であることは少ない。このため全体の組成を把握するためには全体を代表するサンプルを採取する必要があり、縮分装置が用いられる。
【０００３】
特に、貴金属を含むリサイクル原料、例えば白金が触媒として用いられる自動車の排気ガス処理装置のリサイクル原料や金等が用いられる電子機器の基板等のリサイクル原料は、粉状に破砕した状態で貴金属等の含有量を正確に把握する必要がある。このため分析用に採取されるサンプルは正確に全体を代表するものが要求される。
【０００４】
縮分装置には、いくつかのタイプが提案されており、例えば特許文献１及び特許文献２に記載されたものがある。
特許文献１に記載されたものは、管路を搬送される粉状の材料が羽根車の回転領域を横断するものとなっている。この羽根車には所定の中心角の領域にサンプル採取羽根が設けられており、羽根車が回転して粉体が流下する流域を通過する毎に粉体のサンプルを採取するものとなっている。
また、特許文献２に記載の縮分器は、流下方向が２つの方向に異なる溝を交互に配列し、この上から粉体を供給して溝の流下方向によって粉体を分割するものである。そして、例えば溝を環状に配列し、円錐体の周面に沿って粉体を滑走させて上記溝上に粉体を流下させるものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−２６１９３９
【特許文献２】特開２００３−１７２６７６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような従来の縮分装置では、多量の材料から数多くのサンプリングを行うことは多大な時間を要し、効率が極めて悪くなる。一方、サンプリングの回数を少なくすれば、材料全体の組成と採取されたサンプルの組成とに偏差が生じ、分析の精度が劣るものとなる。しかし、白金等の貴金属を含む粉体のサンプリングには高い精度が要求され、多量の粉体から全体を正確に代表するサンプルを採取することが求められている。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、多量の粉体材料から材料の全体を正確に代表するサンプルを効率よく採取することを可能とする縮分装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、 鉛直な軸線に関して軸対称形状をなし、上端が尖って下方で径が拡大された形状の錐体を備え、 該錐体の頂部の上方から落下させる粉体を、該錐体の周面に沿って滑落させ、下端部から落下する粉体の一部を採取する縮分装置であって、 前記錐体には、頂点より低い位置に上端があって下方に連続する仕切壁が周方向に複数設けられ、 前記粉体を複数の仕切壁間に分割して滑落させるものである縮分装置を提供する。
【０００９】
この縮分装置では、錐体の頂部の上方から錐体上に落下した粉体が錐体の周面上を周方向に分布して滑落し、仕切壁で仕切られている領域毎に分割される。そして、分割された領域毎に錐体の下端部から落下する。一般に錐体の周面を滑落する距離が長くなると、粉体は周方向に分散されて単位幅当たりに滑落する量が減少する。滑落量が少なくなると滑落面の摩擦等の影響を受けて周方向の分布が不均一となりやすい。しかし、本発明の縮分装置では、錐体上を落下する粉体が、周方向の分布が均一に維持されている位置で仕切壁間の中心角にしたがって分割され、この分割量を維持したまま仕切壁間を下端部まで落下する。したがって周面上を滑落する粉体を正確に分割し、分割されたそれぞれについてサンプルを採取することができる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の縮分装置において、 前記仕切壁の頂部に接合され、前記錐体の周面と間隔をあけて対向するように蓋板が設けられているものとする。
【００１１】
錐体の周面を滑落する粉体は、摩擦等の影響によって一部が舞い上がり、飛散が生じ易い。そして、仕切壁で仕切られた隣接領域の粉体と混じってしまうおそれがある。本発明の縮分装置では、仕切壁で仕切られた領域から粉体が飛散するのを蓋板によって抑えることができ、隣接領域との混合を防止して正確にサンプルの採取を行うことができる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の縮分装置において、 前記錐体の上方で該錐体の鉛直な軸線と中心軸線が一致するように支持され、粉体を錐体上に落下させる落下誘導管を有し、 該落下誘導管の下端は水平に切断されて前記錐体の周面との隙間が周方向に均一となるように支持されているものとする。
【００１３】
この縮分装置では、落下誘導管と錐体との隙間が周方向に均一となっており、落下誘導管から錐体上へ落下する粉体が周方向に均等に近い状態となる。したがって錐体の周面上を滑落する粉体の量は周方向にほぼ均等に分布するものとなり、錐の周面上に設けられた仕切壁によって正確に分割されることになる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の縮分装置において、 前記落下誘導管は上下方向に移動して、該落下誘導管の下端と前記錐体の周面との環状の隙間の大きさを調整するものとする。
【００１５】
この縮分装置では、落下誘導管を経て落下する粉体の量が多くなるように設定したときにも落下誘導管と錐体との間隙の上部で粉体が滞留するのを間隙の調整で回避することができる。また、落下する粉体の量を少なく設定したときには、落下誘導管と錐体との間隙をこの上部で粉体が滞留しない範囲で接近させ、落下誘導管に沿って錐体上に正確に粉体を落下させることができる。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の縮分装置において、 前記錐体は、前記頂点より下方で前記仕切壁の上端より上方の周面に、周方向に連続する段差が設けられ、 該段差は、該段差より下方の傾斜面が該段差より上方の傾斜面の延長面より下方となるように設けられたものとする。
【００１７】
この縮分装置では、段差の上流側を滑落する粉体は段差の下流側で一旦傾斜面から離れて跳躍し、その後段差の下側の傾斜面上に落下してさらに滑落する。これにより、錐体の傾斜面で粉体に作用する摩擦が低減され、摩擦の影響で傾斜面上を滑落する粉体の周方向の分布が変動するのを低減することができる。したがって、錐体の周面上を滑落する粉体が周方向にほぼ均等に分布している状態が維持され、仕切壁で正確に分割することができる。
【００１８】
請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５までのいずれかに記載の縮分装置において、 前記錐体の下端部から落下する粉体の一部を採取するサンプリング部を有し、 該サンプリング部は、 前記錐体の下端部の下側に設けられて周回移動し、前記錐体の周面上で分割された粉体が落下する位置を繰り返し通過する１又は２以上の採取シュートを有するものとする。
【００１９】
この縮分装置では、錐体上で分割されて錐体の周面上を滑落する粉体のそれぞれについて、採取シュートが移動して繰り返しサンプルを採取することができる。したがって、効率よく多数のサンプルを異なる位置で採取することが可能となる。
【００２０】
請求項７に係る発明は、請求項１から請求項５までのいずれかに記載の縮分装置において、 前記錐体の下端部から落下する粉体の一部を採取するサンプリング部を有し、 上記サンプリング部は、 前記錐体の鉛直な軸線と一致する中心軸線回りに回転駆動される上部テーブルと、 該上部テーブルの下方にあって該上部テーブルとともに回転する下部テーブルと、 前記上部テーブルの外周部に沿って複数が設けられ、前記錐体の下端部の下側で該下端部に沿って周回し、前記錐体から落下する粉体の一部を受け入れる採取シュートと、 前記下部テーブルの外周部に沿って形成された複数の外側排出口と、 前記外側排出口の中心軸線側に設けられた複数の内側排出口と、 前記採取シュートから前記外側排出口と前記内側排出口とのいずれかを選択して接続することが可能となった導管と、有し、 前記外側排出口に導かれた粉体と、前記内側排出口に導かれた粉体とを分けて排出するものである縮分装置を提供するものである。
【００２１】
この縮分装置では、複数の採取シュートが上部テーブルの回転にともなって移動し、錐体の周面上で分割されて滑落する粉体のそれぞれについて、複数の採取シュートのそれぞれが繰り返しサンプルの採取を行うことができる。これにより、効率よく多数のサンプルを異なる位置で採取することが可能となる。そして、導管の接続を外側排出口又は内側排出口に切り換えることにより、複数が設けられた採取シュートからサンプルの採取に使用する採取シュートを限定することができ、サンプルの採取量を容易に変更することが可能となる。
【００２２】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載の縮分装置において、 前記錐体は、該錐体の鉛直な軸線と中心軸線が一致するように設けられた柱の上部に支持され、 前記上部テーブルと下部テーブルとは、前記柱に軸受けを介して支持され、該柱の回りで回転するものとする。
【００２３】
この縮分装置では、錐体と上部テーブルとが同一の柱によって支持され、錐体の鉛直軸回りに上部テーブルを容易に回転駆動することができる。したがって、採取シュートを錐体の下端縁に沿って駆動して錐体の周面を滑落する粉体を正確に採取することが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
以上、説明したように本発明の縮分装置では、錐体の周面上を周方向に分布して滑落する粉体を錐体の周面上で正確に分割し、分割されたそれぞれについて正確にサンプルを採取することができる。また、採取シュートが錐体の下端縁の下側で周回移動するものでは、錐体の周面上で分割された粉体のそれぞれから繰り返しサンプルの採取をおこなうことができ、全体に広く分布した多くの位置から少量ずつの粉体を正確に効率よく採取することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態である縮分装置の概略側面図である。
【図２】図１に示す縮分装置で用いられる粉体供給部の概略断面図である。
【図３】図２に示す粉体供給部の回転翼体及び孔あき板を示す概略平面図である。
【図４】図１に示す縮分装置で用いられる粉体滑落部及びサンプリング部の上部を示す概略断面図である。
【図５】図４に示す粉体滑落部の概略平面図である。
【図６】図１に示す縮分装置で用いられるサンプリング部の概略断面図である。
【図７】図６に示すサンプリング部で用いられる上部テーブルの概略平面図である。
【図８】図６に示すサンプリング部で用いられる下部テーブルの概略平面図である。
【図９】図１に示す縮分装置で用いられる排出部を示す概略断面図である。
【図１０】図６に示すサンプリング部を用いた縮分装置の他の例を参考に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態である縮分装置の概略側面図である。
この縮分装置は、粉体が錐体の周面上を滑落する粉体滑落部１と、この粉体滑落部１の上方から粉体を落下させる粉体供給部２と、上記粉体滑落部１で錐体の周面を滑落した粉体の一部を採取するサンプリング部３と、サンプリング部３で採取された粉体を、採取されなかった粉体と分離して排出する排出部４とを有し、これらが支持枠体５によって支持されている。
【００２７】
図２は、上記粉体供給部２の概略断面図である。
この粉体供給部２は、平断面が円形となった供給槽２１と、この供給槽２１に粉体を投入する供給管２２と、この供給管２２の下端部に固定された円錐体２３及び回転翼体２４と、上記供給槽２１の下部に接続された落下誘導管２５と、上記回転翼体の下側で水平に支持された孔あき板２７と、を備えている。
【００２８】
上記供給槽２１は支持枠体５に固定支持されており、全高の中位から下方部分が漏斗状に徐々に縮径されている。そして、下端部が縮径された円筒状の接続部２１ａとなっておりこの接続部に落下誘導管２５が接続されている。この供給槽２１は上部に上蓋２６を備えており、この上蓋の中心位置に開口が設けられて供給管２２の支持部６１が取り付けられている。上記供給管２２の支持部６１には軸受け６２が設けられており、この軸受け６２を介して上蓋２６の開口に挿通された供給管２２を該供給管の軸線回りに回転が可能に支持するものとなっている。
【００２９】
上記供給管２２は、互いに固着された外管２２ａと内管２２ｂとからなり、外管２２ａに固定された駆動伝達ギア６３には、支持枠体５に固定支持されたモータ６４から駆動ギア６５及び減速器（図示しない）を介して回転駆動力が伝達される。また、供給管２２の上部は粉体受管６６に接合され、粉体の搬送管６７から送り出される粉体を受け取り、供給管２２を介して供給槽２１内に導くものとなっている。
なお、粉体受管６６は供給管２２と接合されて共に軸線回りに回転するものとなっており、固定支持された搬送管６７との間には、摺動可能なシール部材が設けられている。
【００３０】
上記供給管２２の内管２２ｂは下方に延長され、下端が開放されている。また、内管２２ｂの下端には周方向の対向する位置から周面を延長するように下方へ２つの突出部２２ｃが設けられ、これらの突出部２２ｃに円錐体２３及び回転翼体２４が支持されている。そして、供給管２２とともに該供給管の軸線回りに回転するものとなっている。
【００３１】
上記円錐体２３は、頂点を上方に向けて中心軸線が供給管２２の中心軸線と一致するように支持されており、供給管２２の内側を落下する粉体が下端の開口から放出されて該円錐体の周面に当たって周囲に分散される。
上記回転翼体２４は、円錐体２３に当たって分散された粉体が供給槽２１内に供給される位置の下側に設けられており、中心部から半径方向に複数の翼を張り出したものである。それぞれの翼は回転方向に傾斜し、供給された粉体を周方向に均すように搬送するものとなっている。
【００３２】
上記回転翼体２４の下側であって供給槽２１の内径が縮小される漏斗状部分に孔あき板２７が水平に支持され、旋回する上記回転翼体２４と近接している。この孔あき板２７は、図３に示すように、粉体が通過し得る小孔がほぼ均等に設けられている。これらの小孔は、粉体の粒径に応じて適宜に内径を設定することができるものであり、例えば内径を２〜１０ｍｍ程度、好ましくは３〜７ｍｍ程度とすることができる。この実施の形態では５ｍｍとしている。
また、上記回転翼体２４の回転速度は、孔あき板２７の小孔を通過する粉体が周方向でほぼ均等となるように、小孔の径や供給される粉体量、粉体の性質等を考慮して適宜に設定することができるものであり、例えば０．５〜５回／秒とすることができ、望ましくは１〜３回／秒である。
【００３３】
上記落下誘導管２５は、上記供給槽２１の接続部２１ａの外側に上下方向に相対的な移動が可能に嵌め合わされている。そして。ボルト２８を介して供給槽２１に支持されるとともに、このボルト２８を調整することにより高さ方向の位置を変更し、下端縁と錐体１１との間に生じる環状の隙間を調整することができるものとなっている。
【００３４】
図４は、粉体供給部２の下方に設けられた粉体滑落部１及びサンプリング部３の上部を示す概略断面図である。
粉体滑落部１は、支持枠体５に固定された支持柱１２の頂部に支持された錐体１１を備え、上記粉体供給部２の落下誘導管２５から落下する粉体が上記錐体１１の周面上を滑落するものとなっている。この錐体１１はほぼ円錐形となっており、落下誘導管２５と中心軸線が一致するように支持されている。そして、落下誘導管２５からは周方向に均一に粉体が落下されるので錐体１１の頂点から全方位に分散されて落下する粉体が周方向にほぼ均一となるものである。
【００３５】
上記錐体１１の頂点から下方へ所定の距離となる位置に段差１１ａが設けられている。この段差１１ａは、段差の下流側の傾斜面が段差の上流側の傾斜面の延長線より下側となるように設けられたものである。したがって、段差１１ａの上流側を滑落する粉体は段差の下流側で一旦傾斜面から離れて跳躍し、その後段差の下側の傾斜面上に落下してさらに滑落するものとなっている。これにより、錐体１１の傾斜面を滑落する粉体に作用する摩擦が低減されており、摩擦の影響で傾斜面上を滑落する粉体の周方向の分布が変動するのを低減している。
【００３６】
また、上記錐体１１の段差が設けられた位置の下流側から下端部にかけて複数の仕切壁１３が設けられ、図５に平面図を示すように、錐体１１の周面を周方向に分布して滑落する粉体を周方向に等分割するものとなっている。つまり、複数の仕切壁１３の頂部は高さが揃えられ、それぞれの頂部が周方向に等間隔となっている。そして、それぞれの仕切壁間に分割された粉体を周方向に拡散させないように所定幅に制限して流下させるようになっている。
この実施の形態では、上記仕切壁１３によって錐体１１の周面が周方向に１６等分されているが、等分する数は上記１６等分に限定されるものではなく、適宜に選択することができる。
【００３７】
上記仕切壁１３の上部には蓋板１４が全周にわたって設けられて錐体１１の周面と対向しており、仕切壁間に流下した粉体の流下路を周囲が管状に閉じたものとしている。これによって流下する粉体が舞い上がって飛散しても、仕切壁で仕切られた隣接する領域を流下する粉体と混じることが防止されている。
【００３８】
上記仕切壁１３間を流下した粉体は、錐体１１の下端部１１ｂから放出され落下するものとなっており、放出された粉体をサンプリング部３に設けられて回転移動する採取シュート３３が受けるものとなっている。
なお、上記錐体１１の外側を覆うように設けられたカバー１５は、下端が回転する上部テーブル３１（後述）の上に支持されて、この上部テーブル３１とともに回転するものとなっている。また、このカバー１５の上部は上部支持回転体１６及び軸受け１７を介して固定支持された落下誘導管２５に支持されている。
【００３９】
図６は、上記粉体滑落部１の下側に設けられたサンプリング部３の概略断面図である。
このサンプリング部３は、上記錐体１１の鉛直な中心軸線回りに回転駆動される上部テーブル３１と、この上部テーブル３１の下方にあって上部テーブル３１とともに回転する下部テーブル３２とを備えている。そして、上部テーブル３１には、図７に示すように外周部に沿って複数の採取シュート３３と排出シュート３４とが交互に設けられている。これらの採取シュート３３及び排出シュート３４は、上部テーブル３１の回転にともなって移動し、錐体１１の下端部から粉体が継続的に落下する位置を通過して落下する粉体を分割して受け入れるものとなっている。そして、下部に接続された導管３５を介して下部テーブル３２へ送り出すものとなっている。
【００４０】
上記採取シュート３３と排出シュート３４との間は、採取シュート内又は排出シュート内のいずれかに粉体が投入されるように仕切部３６が設けられている。これらの仕切部３６は、回転する上部テーブル３１の半径方向に設けられ、上方に向かって尖った縁辺を有するものである。そして、採取シュート３３の両側に設けられた２つの仕切部３６のなす中心角α及び排出シュート３４の両側に設けられた仕切部３６のなす中心角βが所定の比となるように設定されている。これにより、錐体１１の下端部から継続的に粉体が落下する位置を通過したときに、先端縁が尖った仕切部３６によって粉体を上記中心角の比に正確に分割し、採取シュート３３及び排出シュート３４にそれぞれ受け入れるものとなっている。
【００４１】
本実施の形態では、採取シュート３３及び排出シュート３４はそれぞれ８つが設けられており、採取シュート３３に流下する範囲の中心角αが９°に設定され、排出シュート３４に流下する範囲の中心角βが３６°に設定されている。
なお、上記採取シュート３３及び排出シュート３４の数、それぞれの中心角及びこれらの中心角の比は上記値に限定されるものではなく、適宜に設定することができる。
【００４２】
上記下部テーブル３２には、図８に示すように外周部に沿って外側排出口３７が配列されており、その内側には内側排出口３８が配列されている。外側排出口３７は、採取シュート３３と排出シュート３４との合計と一致する数が設けられており、内側排出口３８は、採取シュート３３の数と同数が設けられている。そして、排出シュート３４の下部に接続された第１の導管３５ａが外側排出口３７に接続され、排出シュート３４に受け入れられた粉体を外側排出口３７に導くものとなっている。また、採取シュート３３の下部に接続された第２の導管３５ｂは、外側排出口３７と内側排出口３８とのいずれかを選択して接続することができるものであり、適宜に接続を変更することができるものとなっている。
【００４３】
上記上部テーブル３１は、支持柱１２に軸受け７１を介して取り付けられて支持柱１２の中心軸線回りに回転可能となった回転基部７２に支持されている。そして、回転基部７２には内歯ギア７３が固着されている。この内歯ギア７３には駆動ギア７４が噛み合わされ、支持柱１２に固定された駆動モータ７５から駆動ギア７４及び内歯ギア７３に回転駆動力が伝達され、上部テーブル３１を回転駆動するものとなっている。
【００４４】
また、下部テーブル３２は支持柱１２の基部７６に軸受け７７を介して支持柱１２の中心軸線回りに回転が可能に支持されており、上部テーブル３１の採取シュート３３及び排出シュート３４と導管３５で連結されている。これにより回転駆動力が伝達され、上部テーブルとともに回転するものとなっている。
【００４５】
上記上部テーブル３１及び下部テーブルの回転速度は適宜に定めることができ、望ましくは１〜１０回／分程度に設定するのがよく、さらに望ましくは３〜７回／分である。上部テーブルの回転速度が大きいと、粉体のサンプリングを多数に分割して行うことが可能となるが、錐体１１から落下する粉体を採取するときに粉体の飛散が多くなる。このため、分割して行うサンプリングの数と飛散によるサンプリング量の誤差とを考慮して定めるのが望ましい。本実施の形態では５回／分としている。
【００４６】
図９は、上記サンプリング部３の下側に設けられた排出部４を示す概略断面図である。
排出部４は、外側排出口３７の下方に支持された外側ホッパー４１と、内側排出口３８の下方に支持された内側ホッパー４２とを備えている。外側ホッパー４１の外周部は、環状に配列された外側排出口３７の外側にあって外側排出口３７に導かれた粉体が投下されるものとなっている。また、内側ホッパー４２の外周部は、環状に配列された内側排出口３８の外側で外側排出口３７の内側にあって、内側排出口３８に導かれた粉体が外側ホッパー３７に投下される粉体と混ざらないように投下されるものとなっている。そして、内側ホッパー３８に投下された粉体は、外側ホッパー４１の外壁部を貫通する採取管４３によって取り出される。また、外側ホッパー４１に投下された粉体は、排出管４４へと送り出されるものとなっている。
【００４７】
このような縮分装置では、粉体受管６６から供給管２２内を落下した粉体は、供給管２２の下端部に支持された円錐体２３の円錐面に当たって周囲に分散され、供給槽２２内に供給される。供給槽内では回転翼体２４によって周方向に均されながら孔あき板２７を通過し、周方向にほぼ均等に分布して落下誘導管２５から錐体１１の上に落下する。
錐体１１の鉛直な軸線は落下誘導管２５の中心軸線と一致しているので、錐体１１の周面上に落下した粉体は周方向にほぼ均等に分布しており、段差１１ａを越えて仕切壁１３間に流下する。仕切壁１３の頂部は周方向に等間隔となっており、周方向に均等に滑落する粉体が均等に分割されて錐体１１の下端部に至る。
【００４８】
錐体１１の下端部から連続的に落下する粉体は、回転する上部テーブル３１に設けられた採取シュート３３又は排出シュート３４に受け入れられ、導管３５を経て外側ホッパー又は内側ホッパーに投下される。そして、内側ホッパー４２に投下された粉体は、採取管４３からサンプルとして取り出される。また、外側ホッパー４１に投下された粉体は排出管４４から排出される。
【００４９】
上記のようにサンプルを採取するサンプリング部３において、採取シュート３３に接続された第２の導管３５ｂは、外側排出口３７と内側排出口３８とのいずれかを選択して接続することができる。したがって、複数の採取シュート３５ｂのそれぞれについて、受け入れられた粉体を外側ホッパーに投下するか又は内側ホッパーに投下するかを選択することができるものとなっている。これによって、採取するサンプルの量を変更することができる。
【００５０】
例えば、本実施の形態で８つが設けられた採取シュート３３について、接続された第２の導管の全てを内側排出口３８に接続すると、８つの採取シュートに取り入れられた粉体の全てをサンプルとして採取するものとなり、排出シュート３４との中心角の比により、全体量の１／５をサンプリングすることになる。そして、この採取された粉体は、１６分割されて錐体１１の周面を滑落するもののそれぞれから、８つの採取シュートがそれぞれ１分間に５回ずつサンプルを採取したものとなる。したがって、１分間に供給される粉体の異なる６４０箇所からサンプリングを行ったことになり、全量を代表させるサンプルとして精度の高いものとなる。
【００５１】
また、サンプル量を少なくするときには、例えば第２の導管の４本を内側排出口３８に接続し、他の第２の導管３５は外側排出口３７に接続する。このような状態では４つの採取シュートに取り入れられた粉体が内側ホッパーに投下され採取される。つまり、これら４つの採取シュート３４が占める中心角は３６°となり、全体量の１／１０が採取されることになる。そして、１６分割された粉体のそれぞれから４つの採取シュートがそれぞれ１分間に５回ずつサンプルを採取することになり、１分間に供給される粉体から３２０箇所でサンプリングされたことになる。
同様に、第２の導管３５ｂの２本を内側排出口３８に接続し、他の第２の導管３５ｂは外側排出口３７に接続すると、全体量の１／２０が採取される。そして、１６分割された粉体のそれぞれから２つの採取シュートがそれぞれ１分間に５回ずつサンプルを採取し、１分間に供給される粉体から１６０箇所でサンプリングされる。
【００５２】
なお、上記粉体滑落部１は、上記の実施の形態で用いられている粉体供給部２とは異なる手段によって粉体が供給される場合にも用いることができる。また、上記サンプリング部３は上記のような粉体滑落部１や粉体供給部２とは異なる手段によって粉体が落下する場合においても、粉体のサンプリングを効率よく行うことができる。つまり、上記粉体滑落部１に代えて、周面上に仕切壁を備えていないものを採用した場合にも上記サンプリング部３が有する上記機能を発揮し得るものである。また、上記粉体供給部２及び粉体滑落部１に代えて、１又は複数の管路からほぼ一定量の粉体が継続して供給される場合においても、落下する粉体からサンプリングを行うことができる。例えば、図１０に示すように所定時間当たりに一定量の粉体を供給する供給管８１から粉体が落下する位置を、周回移動する採取シュート３３が繰り返し通過するように配置することができる。これにより、落下する粉体から複数の採取シュートによって繰り返しサンプルを採取することができる。
【００５３】
このように上記サンプリング部は、「継続して落下する粉体から一部の粉体を採取するサンプリング部を有し、 該サンプリング部は、 前記錐体の鉛直な軸線と一致する中心軸線回りに回転駆動される上部テーブルと、 該上部テーブルの下方にあって該上部テーブルとともに回転する下部テーブルと、 前記上部テーブルの外周部に沿って複数が設けられ、該上部テーブルの回転によって周回し、前記粉体が落下する位置を繰り返し通過して落下する粉体の一部を受け入れる採取シュートと、 前記下部テーブルの外周部に沿って形成された複数の外側排出口と、 前記外側排出口の中心軸線側に配列された複数の内側排出口と、 前記採取シュートから前記外側排出口と前記内側排出口とのいずれかを選択して接続することが可能となった導管と、有し、 前記外側排出口に導かれた粉体と、前記内側排出口に導かれた粉体とを分けて排出するものである縮分装置」として用いることができるものである。
【符号の説明】
【００５４】
１：粉体滑落部、 ２：粉体供給部、 ３：サンプリング部、 ４：排出部、 ５：支持枠体、
１１：錐体、 １２：支持柱、 １３：仕切壁、 １４：蓋板、 １５：カバー、 １６：上部支持回転体、 １７：軸受け、
２１：供給槽、 ２２：供給管、 ２２ａ：供給管の外管、 ２２ｂ：供給管の内管、 ２３：円錐体、 ２４：回転翼体、 ２５：落下誘導管、 ２６：上蓋、 ２７：孔あき板、 ２８：ボルト、
３１：上部テーブル、 ３２：下部テーブル、 ３３：採取シュート、 ３４：排出シュート、 ３５ａ：第１の導管、 ３５ｂ：第２の導管、 ３６：仕切部、 ３７：外側排出口、 ３８：内側排出口、
４１：外側ホッパー、 ４２：内側ホッパー、 ４３：採取管、 ４４：排出管、
６１：供給管の支持部、 ６２：軸受け、 ６３：駆動伝達ギア、 ６４：モータ、 ６５：駆動ギア、 ６６：粉体受管、 ６７：搬送管、
７１：軸受け、 ７２：回転基部、 ７３：内歯ギア、 ７４：駆動ギア、 ７５：駆動モータ、 ７６：支持柱の基部、 ７７：軸受け
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直な軸線に関して軸対称形状をなし、上端が尖って下方で径が拡大された形状の錐体を備え、
該錐体の頂部の上方から落下させる粉体を、該錐体の周面に沿って滑落させ、下端部から落下する粉体の一部を採取する縮分装置であって、
前記錐体には、頂点より低い位置に上端があって下方に連続する仕切壁が周方向に複数設けられ、
前記粉体を複数の仕切壁間に分割して滑落させるものであることを特徴とする縮分装置。
【請求項２】
前記仕切壁の頂部に接合され、前記錐体の周面と間隔をあけて対向するように蓋板が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の縮分装置。
【請求項３】
前記錐体の上方で該錐体の鉛直な軸線と中心軸線が一致するように支持され、粉体を錐体上に落下させる落下誘導管を有し、
該落下誘導管の下端は水平に切断されて前記錐体の周面との隙間が周方向に均一となるように支持されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の縮分装置。
【請求項４】
前記落下誘導管は上下方向に移動して、該落下誘導管の下端と前記錐体の周面との環状の隙間の大きさを調整するものであることを特徴とする請求項３に記載の縮分装置。
【請求項５】
前記錐体は、前記頂点より下方で前記仕切壁の上端より上方の周面に、周方向に連続する段差が設けられ、
該段差は、該段差より下方の傾斜面が該段差より上方の傾斜面の延長面より下方となるように設けられたものであることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の縮分装置。
【請求項６】
前記錐体の下端部から落下する粉体の一部を採取するサンプリング部を有し、
該サンプリング部は、 前記錐体の下端部の下側に設けられて周回移動し、前記錐体の周面上で分割された粉体が落下する位置を繰り返し通過する１又は２以上の採取シュートを有することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の縮分装置。
【請求項７】
前記錐体の下端部から落下する粉体の一部を採取するサンプリング部を有し、
上記サンプリング部は、
前記錐体の鉛直な軸線と一致する中心軸線回りに回転駆動される上部テーブルと、
該上部テーブルの下方にあって該上部テーブルとともに回転する下部テーブルと、
前記上部テーブルの外周部に沿って複数が設けられ、前記錐体の下端部の下側で該下端部に沿って周回し、前記錐体から落下する粉体の一部を受け入れる採取シュートと、
前記下部テーブルの外周部に沿って形成された複数の外側排出口と、
前記外側排出口の中心軸線側に設けられた複数の内側排出口と、
前記採取シュートから前記外側排出口と前記内側排出口とのいずれかを選択して接続することが可能となった導管と、有し、
前記外側排出口に導かれた粉体と、前記内側排出口に導かれた粉体とを分けて排出するものであることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の縮分装置。
【請求項８】
前記錐体は、該錐体の鉛直な軸線と中心軸線が一致するように設けられた柱の上部に支持され、
前記上部テーブルと下部テーブルとは、前記柱に軸受けを介して支持され、該柱の回りで回転するものであることを特徴とする請求項７に記載の縮分装置。
【請求項１】
鉛直な軸線に関して軸対称形状をなし、上端が尖って下方で径が拡大された形状の錐体を備え、
該錐体の頂部の上方から落下させる粉体を、該錐体の周面に沿って滑落させ、下端部から落下する粉体の一部を採取する縮分装置であって、
前記錐体には、頂点より低い位置に上端があって下方に連続する仕切壁が周方向に複数設けられ、
前記粉体を複数の仕切壁間に分割して滑落させるものであることを特徴とする縮分装置。
【請求項２】
前記仕切壁の頂部に接合され、前記錐体の周面と間隔をあけて対向するように蓋板が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の縮分装置。
【請求項３】
前記錐体の上方で該錐体の鉛直な軸線と中心軸線が一致するように支持され、粉体を錐体上に落下させる落下誘導管を有し、
該落下誘導管の下端は水平に切断されて前記錐体の周面との隙間が周方向に均一となるように支持されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の縮分装置。
【請求項４】
前記落下誘導管は上下方向に移動して、該落下誘導管の下端と前記錐体の周面との環状の隙間の大きさを調整するものであることを特徴とする請求項３に記載の縮分装置。
【請求項５】
前記錐体は、前記頂点より下方で前記仕切壁の上端より上方の周面に、周方向に連続する段差が設けられ、
該段差は、該段差より下方の傾斜面が該段差より上方の傾斜面の延長面より下方となるように設けられたものであることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の縮分装置。
【請求項６】
前記錐体の下端部から落下する粉体の一部を採取するサンプリング部を有し、
該サンプリング部は、 前記錐体の下端部の下側に設けられて周回移動し、前記錐体の周面上で分割された粉体が落下する位置を繰り返し通過する１又は２以上の採取シュートを有することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の縮分装置。
【請求項７】
前記錐体の下端部から落下する粉体の一部を採取するサンプリング部を有し、
上記サンプリング部は、
前記錐体の鉛直な軸線と一致する中心軸線回りに回転駆動される上部テーブルと、
該上部テーブルの下方にあって該上部テーブルとともに回転する下部テーブルと、
前記上部テーブルの外周部に沿って複数が設けられ、前記錐体の下端部の下側で該下端部に沿って周回し、前記錐体から落下する粉体の一部を受け入れる採取シュートと、
前記下部テーブルの外周部に沿って形成された複数の外側排出口と、
前記外側排出口の中心軸線側に設けられた複数の内側排出口と、
前記採取シュートから前記外側排出口と前記内側排出口とのいずれかを選択して接続することが可能となった導管と、有し、
前記外側排出口に導かれた粉体と、前記内側排出口に導かれた粉体とを分けて排出するものであることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の縮分装置。
【請求項８】
前記錐体は、該錐体の鉛直な軸線と中心軸線が一致するように設けられた柱の上部に支持され、
前記上部テーブルと下部テーブルとは、前記柱に軸受けを介して支持され、該柱の回りで回転するものであることを特徴とする請求項７に記載の縮分装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２１７０３４（Ｐ２０１０−２１７０３４Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６５０３２（Ｐ２００９−６５０３２）
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【出願人】（５０９０７７２６６）上野エンジニアリング株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【出願人】（５０９０７７２６６）上野エンジニアリング株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
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